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林下栽培大球盖菇的油茶木屑基质配方筛选试验

2022-04-12张余华李建安吴玲利冷佳明王雅珺

经济林研究 2022年1期
关键词:盖菇大球木屑

王 楠,张余华,李建安,吴玲利,许 隽,熊 利,冷佳明,王雅珺

(1.中南林业科技大学 a.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室;b.湖南省南方丘陵山地生态经济林产业工程技术研究中心;c.经济林育种与栽培国家林业和草原局重点实验室,湖南 长沙 410004;2.湖南省微生物研究院,湖南 长沙 410009;3.江西省井冈山市林业局,江西 吉安 343600;4.湖南省林业种苗繁育示范中心,湖南 长沙 410007)

油茶Camellia proliferateAbel.是我国特有的常绿木本油料树种,在我国南方地区已有2 000 多年的栽培利用历史,被国家列为第一个全国产业发展规划树种,2016年又被列入我国四个大宗油料作物(油菜、大豆、花生、油茶)[1]中。长期以来,油茶低产难题一直是油茶产业面临的一个重要课题。湖南省现有的油茶成年林分中约有 70%为低产林,占全省油茶林面积的2/3。为了贯彻落实湖南省委省政府推动油茶产业高质量发展的决策部署,湖南省林业局出台了《湖南省油茶低产林改造三年行动方案(2020—2022年)》,计划用3年时间,采取更新改造、抚育改造、品种改造3 种主要措施,稳步推进全省油茶低产林规范化、标准化改造工作的开展。在油茶低产林的改造过程中,产生了大量的油茶剩余物,以往对这些油茶剩余物的处理方式为就地填埋或焚烧,这不仅浪费资源,对生态环境还会造成污染。因此,如何高效利用油茶低改剩余物已成为油茶低产林改造过程中急需解决的现实问题[2]。

生产中转化农林废弃物最有效的方法是将其用于食用菌的栽培中[3]。徐来源等[4]利用农作物秸秆栽培大球盖菇,间接地减轻了秸秆焚烧对环境的污染程度,实现了废弃物的资源化利用;他们研究发现,大球盖菇出菇后的菌渣等废弃物又可以作为有机肥还田,以改良土壤性状,增强土壤肥力。郝福新等[5]以稻草、玉米芯、玉米秸秆等废弃物作为大球盖菇栽培料进行试验,结果表明,采用50%的稻草与50%的玉米芯的混合物作为栽培料栽培出的大球盖菇其产量最高。彭超等[6]以竹屑为主要营养基质栽培出的大球盖菇其营养较为均衡,具有高纤维、低脂肪且富含氨基酸等特点。近年来,寻求“量大易得、价格低廉”的新型栽培料以替代传统基质栽培食用菌,这已成为相关研究的热点。而油茶枝干内含有大量的木质素、纤维素,且有机碳含量丰富,能够为食用菌提供充足的碳源和营养物质。因此,本研究从油茶低产林改造剩余物的循环利用出发,将油茶剩余物粉碎后作为栽培料,以此探究不同油茶木屑配方的栽培料对林下栽培大球盖菇是否可行及其对大球盖菇生长的影响情况。

大球盖菇Stropharia rugosoannulata又名为酒红色球盖菇、皱环球盖菇、斐氏球盖菇等,是一种珍稀食用真菌,因色泽艳丽、清香脆甜而著称,有着很高的食用价值和药用功效[7]。大球盖菇的栽培料来源广泛,其常见的栽培料为农林废弃物,如木屑、稻壳、玉米芯等,且不需要添加麦麸、米糠等价格较高的辅料,故大球盖菇是一种栽培成本较低的食用菌[8]。其菌丝抗逆性强,对原料要求不严格,可直接使用生料栽培,且栽培管理粗放,生物转化率高,深受广大菇农的喜爱[9]。本课题组前期研究发现,利用油茶木屑栽培糙皮侧耳和柱状田头菇是可行的,添加油茶木屑后其产量和营养成分均显著提高[10]。但是,以油茶木屑作为主要培养基质栽培大球盖菇是否可行,还未见到相关研究报道。同时,由于油茶树种植3 a 后才挂果,种植5 ~7 a 后才进入丰产期,故种植前期投入较高而收益小;而油茶林下养菌不仅能有效实现“以短养长”,还可以种代抚,抑制杂草的生长,节约管理成本,提高前期油茶林的经济效益。因此,本试验利用油茶木屑在油茶林下仿野生环境中栽培大球盖菇,设用不同配方的油茶木屑基质栽培大球盖菇,以探讨油茶木屑在大球盖菇种植中的应用潜力,为林-菌新间种模式的研究奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

大球盖菇S.rugosoannulata菌种及栽培原种均由湖南省微生物研究院提供;油茶剩余物为采自于湖南省浏阳市鼎城区蔡家岗镇油茶示范基地老龄化严重、产量较低的油茶树的枝条,采用大型粉碎机将其粉碎成大小为1 ~2 cm 的碎木片露天晾干以备用。

1.2 方 法

1.2.1 栽培试验

试验地设在湖南省长沙市湘纯油茶农业专业合作社的育苗基地,育苗树种为8年生油茶树,树势较旺,郁闭度在75%左右,大球盖菇生长所需水分完全依靠自然降水;在立地条件、坡向基本一致的同一油茶林地水平梯带上进行试验,分别设置配方Ⅰ处理、配方Ⅱ处理、配方Ⅲ处理、配方Ⅳ处理,以不添加油茶木屑的为对照(CK),共计5个处理。每个处理所用的培养基质各采用1个配方配制而成,各处理所用培养基质的具体配方见表1。每个处理各设3 次重复,每个处理试验小区(长×宽=2 m×1 m)的面积均为2.0 m2,各投入培养基质生料8 kg,播种菌种4 包,每包菌种500 g,每个处理各重复3 次。2021年1月31日下地,采用单层铺料,将发酵后的栽培料铺于整好的畦面,第1 层栽培料厚度为3 ~5 cm,第2 层播种菌种(将菌种捏碎成直径为1.0 ~1.5 cm 的菌种块播种),第3 层覆土,土层厚度为3 ~5 cm,最后铺上稻草以保湿保温,在出菇阶段雨水不充足时则以喷施雾状水进行加湿即可。在子实体未开伞、内菌幕不破裂时采收,分别测量菌盖直径与厚度、菌柄直径与长度,记录以各配方培养基质栽培的鲜菇产量,并计算单位面积产量和生物学转化率。

表1 大球盖菇培养基质的配方Table 1 Formulation of culture substrates for S.rugosoannulata%

1.2.2 大球盖菇营养成分的测定

将采收后的大球盖菇子实体自然晒干后混合均匀,每种配方处理的大球盖菇各取样100 g,测定其营养成分。参照国家标准《食用菌中总糖含量的测定》(GB/T 15672—2009)[11]中的分光光度法测定总糖含量;参照国家标准《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》(GB 5009.5—2016)[12]中的凯式定氮法测定蛋白质的含量;参照国家标准《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》(GB 5009.6—2016)[13]中的索氏抽提法测定粗脂肪含量;参照国家标准《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》(GB 5009.124—2016)[14]中的测定方法测定氨基酸含量。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS 25 软件进行单因素方差分析,采用单因素方差分析(One-way Anova)法检验其差异显著性,结果均取3 次重复的平均值;采用隶属函数法综合评价不同油茶木屑添加量对大球盖菇子实体的影响情况。隶属函数的计算公式为:

U=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中:U为隶属函数值;i为某项指标,Xi为某项指标的测定值,Xmin与Xmax分别为某项指标测定值的最小值和最大值。

2 结果与分析

2.1 不同油茶木屑添加量对出菇的影响

以不同配方处理的大球盖菇的出菇情况见表2。由表2 可知,配方Ⅲ处理的大球盖菇其菌盖厚度、菌盖直径、菌柄长度、菌柄直径均为最大值,而配方Ⅳ处理的均为最小值,两者差异显著(P<0.05)。从菌盖厚度来看,配方Ⅲ处理的显著高于其他配方处理的,其次是配方Ⅱ处理的,但配方Ⅱ与配方Ⅰ处理间的差异不显著,而其与对照间的差异均显著(P<0.05);从菌盖直径、菌柄直径上来看,配方Ⅲ与配方Ⅱ处理间均无显著差异,而其与其他配方处理间的差异均显著。在菌柄长度上,配方Ⅲ与配方Ⅳ处理间有显著差异,但其与其他配方处理间的差异均不显著。从单位面积产量及生物学转化率来看,随着油茶木屑在基质中的占比逐渐升高,两者均呈现先升高后降低的趋势;在单位面积产量上,配方Ⅲ处理的显著高于配方Ⅰ与配方Ⅳ处理的,配方Ⅲ与配方Ⅱ和对照处理间均无显著差异,而配方Ⅳ处理的显著低于其他配方处理的,但配方Ⅳ与配方Ⅰ处理间的差异不显著;从单袋产量及生物学转化率来看,配方Ⅲ处理的均最高,其转化率为38.76%,比对照处理的转化率提高了11.64%。这一结果表明,在基质中加入60%的油茶木屑,这样处理的培养效果最为显著。

表2 不同配方处理的大球盖菇的出菇情况†Table 2 Fruiting body development of S.rugosoannulata treated with different formulations

以添加不同比例的油茶木屑的培养基质栽培的大球盖菇,其子实体的形态差异较大,其出菇形态如图1所示。从图1 中可以看出,配方Ⅲ处理的菇型较大且菇质较好。

图1 不同配方处理的大球盖菇的子实体形态Fig.1 Fruiting body morphology of S.rugosoannulata treated with different formulations

续图1Continuation of Fig.1

2.2 不同油茶木屑添加量对大球盖菇三大营养成分的影响

不同配方处理的大球盖菇子实体内三大营养物质含量的测定结果见表3。由表3 可知,随着油茶木屑添加量的增加,大球盖菇子实体内三大营养物质的含量均有不同程度的提高。随着油茶木屑在基质中的占比的逐渐升高,不同配方处理的大球盖菇子实体内的总糖含量呈现先升高后降低的趋势,其含量为2.02%~3.91%,配方Ⅲ处理的含量达到最大值,比对照处理的提高了63.60%,且显著高于其他配方处理的;配方Ⅱ、Ⅲ处理的均显著高于对照处理的,而配方Ⅰ与对照处理间其含量无显著差异。不同配方处理的大球盖菇子实体内蛋白质与粗脂肪的含量均呈逐渐下降的变化趋势,其蛋白质与粗脂肪的含量分别为11.40%~20.60%和1.12%~1.80%;配方Ⅰ处理的蛋白质与粗脂肪含量均最高,且均显著高于对照处理的;配方Ⅳ处理的蛋白质与粗脂肪含量均最低,且均显著低于其他配方处理的。

表3 不同配方处理的大球盖菇子实体内三大营养物质的含量†Table 3 The contents of three nutrients in the fruit body of S.rugosoannulata treated with different formulations %

采用Pearson 相关性分析法分析了油茶木屑含量与大球盖菇子实体内三大营养物质含量间的相关关系,结果见表4。由表4 可知,基质中油茶木屑的添加量与大球盖菇子实体内的总糖含量间其Pearson 相关系数绝对值<0.2,说明两者间无显著的相关关系,而与其蛋白质、粗脂肪的含量间却均呈极显著的负相关。这一分析结果表明,过高的油茶木屑占比会导致大球盖菇子实体内蛋白质、粗脂肪含量的明显下降。

表4 油茶木屑含量与大球盖菇子实体内三大营养物质含量间的相关性分析结果†Table 4 Correlation between the content of C.oleifera sawdust and the contents of three nutrients in the fruiting body of S.rugosoannulata

2.3 不同油茶木屑添加量对大球盖菇子实体内氨基酸的影响

不同配方处理的大球盖菇子实体内氨基酸的组成见表5。由表5 可知,随着油茶木屑在基质中的占比的逐渐升高,大球盖菇子实体内氨基酸的含量呈现逐渐降低的趋势。大球盖菇子实体内总氨基酸、必需氨基酸、半必需氨基酸、非必需氨基酸的含量,对照处理的均为最大值,且均显著高于其他配方处理的;而配方Ⅳ处理的均最低。在其必需氨基酸/总氨基酸之值中,配方Ⅰ、Ⅱ与对照处理的差异均不显著,配方Ⅳ处理的比值达到最大,为44.78%。

表5 不同配方处理的大球盖菇子实体内氨基酸的组成†Table 5 Amino acid composition in the fruit body of S.rugosoannulata treated with different formulations %

不同配方处理的大球盖菇子实体内各种必需氨基酸的含量见表6。由表6 可知,随着油茶木屑在基质中的占比的逐渐升高,不同配方处理的大球盖菇子实体内苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸的含量均呈逐渐降低的变化趋势,而对照处理的这几种必需氨基酸的含量(蛋氨酸含量除外)均最高;不同配方处理的大球盖菇子实体内亮氨酸、赖氨酸的含量均呈先升高后降低的变化趋势,配方Ⅱ处理的这几种必需氨基酸的含量上升到最大值后均下降。

表6 不同配方处理的大球盖菇子实体内各种必需氨基酸的含量†Table 6 Essential amino acid content in the fruit body of S.rugosoannulata treated with different formulations %

不同配方处理的大球盖菇子实体内各种半必需氨基酸的含量见表7。由表7 可知,随着油茶木屑在基质中的占比的升高,不同配方处理的大球盖菇子实体内甘氨酸、酪氨酸、组氨酸的含量均一直降低,配方Ⅳ处理的含量均降至最小值,而其丝氨酸、胱氨酸、精氨酸的含量均呈先升高后降低的变化趋势。

表7 不同配方处理的大球盖菇子实体内各种半必需氨基酸的含量†Table 7 Semi-essential amino acid content in the fruit body of S.rugosoannulata treated with different formulations %

不同配方处理的大球盖菇子实体内各种非必需氨基酸的含量见表8。由表8 可知,不同配方处理的大球盖菇子实体内4 种非必需氨基酸的含量均呈下降趋势,且均低于对照处理的。

表8 不同配方处理的大球盖菇子实体内各种非必需氨基酸的含量†Table 8 Non-essential amino acid content in the fruit body of S.rugosoannulata treated with different formulations %

2.4 不同油茶木屑添加量对大球盖菇子实体综合评价的影响

采用隶属函数法对不同配方处理的大球盖菇子实体的性状、平均产量、生物学效率及营养成分等测定指标进行综合评价,结果见表9。由表9可知,配方Ⅲ处理的大球盖菇的平均隶属函数值最大,其产量高且菇质较好;然后依次是配方Ⅱ、配方Ⅰ处理的,且配方Ⅱ、配方Ⅰ处理的皆优于CK 处理的;而配方Ⅳ处理的大球盖菇的综合评价值最低。

表9 不同配方处理的大球盖菇子实体的综合评价结果Table 9 Comprehensive evaluation on fruiting body of S.rugosoannulata treated with different formulations

3 讨论与结论

3.1 讨 论

前人在利用樟树木屑栽培大球盖菇时发现,在相同的培养条件下,以不同配方配制的栽培料培养的子实体其性状、产量均不相同,其中,以添加了50%的香樟木屑的基质培养的子实体其产量最高且其品质最佳[15]。杨四荫等[16]在水稻秸秆中分别添加稻壳、木屑等辅料进行试验,结果发现,这些培养基质对大球盖菇的生长及秸秆降解都有影响,添加木屑的基质可以促进大球盖菇菌丝的生长,提高其产量与生物学效率。黄坚雄等[17]也曾利用橡胶木屑成功栽培出了大球盖菇,其产量为3.46 ~5.22 kg/m2,平均为4.28 kg/m2。而试验结果表明,不同配方处理的大球盖菇子实体的产量为1.06 ~1.55 kg/m2,低于黄坚雄等[17]的研究结果。其主要原因可能是,前者栽培料的用量为10 kg/m2,而本试验用的栽培料仅有4 kg/m2,且栽培料的配方不同,栽种时间又晚,以至于采收的茬数较少。试验结果还表明,与CK 处理的相比,配方Ⅲ处理的子实体其形态偏大,菇形更好。结合产量和生物学转化率分析发现,配方Ⅲ处理后的产量和生物学转化率最高,其培养基质中添加了60%的油茶木屑,高于以谷壳为主料的对照处理的。这一结果为在油茶林下利用油茶木屑生料栽培大球盖菇提供了可行性。但是,试验中发现,当油茶木屑添加量达到80%时,大球盖菇的产量和生物学效率均大幅度降低,其原因可能是,油茶中富含茶皂素,而过高的茶皂素含量对食用菌生长会起到一定的抑制作用[10]。黄永芳等[18]研究发现,已脱茶皂素并已发酵的茶粕能快速增加草坪的分蘖数;马力等[19]也研究发现,在利用微生物法以油茶粕生产蛋白饲料前应进行脱皂素处理,且以热水脱皂后油茶粕的脱皂率高达79%。这些研究结果对于油茶木屑利用前的脱皂处理具有借鉴意义。

培养基质是食用菌生长的养分来源,培养基质的配方差异会直接影响到食用菌的营养成分,而营养品质是评价子实体品质的重要指标[20]。以不同配方配制的栽培基质栽培的大球盖菇其营养组成各有不同,不同配方处理的子实体内总糖、粗脂肪、蛋白质、氨基酸的含量都因油茶木屑在培养基质中占比的不同而发生明显的变化,其总糖含量随着油茶木屑在培养基质中占比的升高而明显升高,但其脂肪、蛋白质的含量随着油茶木屑在培养基质中占比的升高均逐渐下降。比较前人[21]的研究结果分析发现,以油茶木屑为主要培养基质培养的大球盖菇其氨基酸含量相对低于以橡胶木屑为主要培养基质栽培的,而其粗蛋白、粗脂肪含量均与之接近,以油茶木屑为主要培养基质培养的大球盖菇表现出高蛋白、低脂肪且富含氨基酸等特点。马艳蓉等[22]研究发现,以谷壳为主要培养基质培养的大球盖菇其产量高且品质优,其培养基质的最佳配方为40%的谷壳加20%的杂木屑;与马艳蓉等[22]以谷壳为主要培养基质培养的大球盖菇相比,本试验用油茶木屑为主料栽培大球盖菇,鲜菇产量和生物学效率均无显著的增加,但与对照处理的相比,添加了20%的油茶木屑的栽培基质能使其子实体内总糖、蛋白质、粗脂肪等营养成分的含量均有明显的提高。利用隶属函数法对不同配方处理的大球盖菇子实体的性状、平均产量、生物学效率及营养成分等测定指标进行综合评价,结果发现,配方Ⅲ处理的得分最高。这一结果表明:从各个测定指标综合来看,其子实体的产量较高品质较好;但是,单从其营养成分的分析结果来看,培养基质中过高的油茶木屑占比会造成大球盖菇子实体内氨基酸含量的显著下降,因此如何在提高产量的同时增加其营养成分的含量是目前尚待攻克的难题。同时,为了更多地利用油茶木屑,油茶木屑最大的添加量、栽培基质配方的优化及油茶木屑的脱皂再利用等问题仍需深入研究。

3.2 结 论

试验结果表明,以油茶木屑替代常规基质配方中的谷壳作为主要培养基质于林下栽培大球盖菇是可行的,其培养基质中油茶木屑的添加量以60%为宜。

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